Det är vanligtvis ganska lätt att beräkna volymen av en vätska i en behållare med en vanlig form, som en cylinder eller kub. Allt du behöver göra är att använda lämplig matematisk ekvation för att beräkna behållarens kapacitet, sedan mäta vätskenivån och göra nödvändig justering. Det är mer utmanande när behållaren inte har en vanlig form, och det är de flesta av dem. Utmaningen försvinner om du känner till vätskans densitet. Allt du behöver göra är att väga behållaren och vätskan, subtrahera behållarens vikt och använda vätskans densitet för att få ditt svar.
TL; DR (för lång; Läste inte)
Du kan beräkna volymen av en vätska utifrån dess vikt om du vet vätskans densitet. Du kan vanligtvis slå upp densiteten i en tabell. Om du har en lösning, måste du känna till de relativa proportionerna av löst ämne och lösningsmedel för att beräkna densiteten.
Definition av densitet
Forskare definierar densiteten (∂) av ett fast ämne, en vätska eller en gas som massan (M) av ämnet per volymenhet (V). I matematiska termer är detta:
∂ = M / V
Du bestämmer massan av ett ämne genom att väga det. Detta kan orsaka viss förvirring, eftersom vikt och massa är olika. Massan är ett mått på mängden materia medan vikten är ett mått på tyngdkraften. Det är dock vanligt att använda kilo, gram eller pund för både vikt och massa, och det beror på att förhållandet mellan massa och vikt inte förändras för jordbundna föremål. Detta är inte sant för objekt i rymden, men få forskare har möjlighet att göra mätningar i rymden.
Hitta densiteten hos en vätska
I många fall kan du slå upp vätskans densitet i ett bord. Vissa är lätta att komma ihåg. Till exempel är vattentätheten 1 g / ml, vilket motsvarar 1000 kg / m3, även om värdet i kejserliga enheter är lite mindre minnesvärt: 62,43 lb / cu ft. Andra densiteter, såsom de av aceton, alkohol eller bensin, är lätt tillgängliga.
Om du har en lösning måste du känna till de relativa koncentrationerna av lösningsmedel och löst ämne för att beräkna densiteten. Du bestämmer detta genom att väga upplöst ämne innan du lägger till det i lösningsmedlet. Om du inte känner till proportionerna kan du inte beräkna densiteten och kan därför inte härleda lösningens volym genom att väga den.
Procedur för beräkning av volym
Eftersom du behöver veta vätskans vikt oberoende av behållarens vikt, behöver du en andra behållare för att hålla vätskan medan du väger den första.
Det är bättre att väga behållaren innan du fyller på vätskan istället för att hälla ut vätskan och väga den. Små mängder vätska kan hålla fast vid behållarens sidor och kommer att vara en del av vikten om du använder den andra metoden. Denna lilla felaktighet kan vara betydande när man väger mycket små mängder.
Häll vätskan i behållaren och registrera behållarens vikt plus vätskan. Subtrahera vikten på behållaren för att få vätskans vikt.
Slå upp eller beräkna vätskans densitet och bestäm sedan vätskans volym genom att dividera vätskans massa med densiteten.
∂ = M / V så V = M / ∂
Se till att uttrycka densiteten i enheter som är kompatibla med massan. Till exempel, om du mäter massa i gram, uttrycka densiteten i gram / milliliter, men om du mäter massan i kg, uttrycka densiteten i kilogram / kubikmeter.